【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機化合物を、さらには金属成分をも含有する汚泥の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
イミド基を有する化合物、特に医療用の脱水縮合剤として使用されるジシクロヘキシルカルボジイミドは有害であって、その取扱には注意が必要である。このジシクロヘキシルカルボジイミドの製造過程で発生する汚泥状の廃棄物の成分は大部分が硫化鉛で占められ、またこの汚泥にはジシクロヘキシルカルボジイミドが数％残留する。この汚泥を無害化し、さらには鉛成分を鉛原料としてリサイクルするためには、人体に有害なジシクロヘキシルカルボジイミドを除去する必要がある。
【０００３】
このジシクロヘキシルカルボジイミドを含有する、高鉛含有（例えば、鉛濃度５０重量％以上。）の汚泥を処理する従来法としては、この汚泥を入れたドラム缶ごと、若しくはドラム缶から取り出して、汚泥を焼却し、ジシクロヘキシルカルボジイミドを揮発除去若しくは加熱分解する乾式系従来法、また、イミド基を有する化合物をカルシウム化合物と反応させ、次いで酸を添加して加水分解することによってイミド基中の窒素成分をガス化して無害化する湿式系従来法があった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５２−６８０６９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
まず、乾式系従来法のうちドラム缶ごと焼却する方法にあっては、ドラム缶内の汚泥全体を均一な温度状態とすることができないため、高温部と低温部の加熱ムラができ、ジシクロヘキシルカルボジイミドを完全に除去することが困難となる。ドラム缶は通常８００℃付近まで加熱されると表面が酸化され、強度が急激に低下し、運搬時に破損する可能性が高まる。したがって、高温部の温度は８００℃以下になるよう制御する必要がある。逆にジシクロヘキシルカルボジイミドを完全に除去するためには低温部の温度を少なくともジシクロヘキシルカルボジイミドの沸点もしくは分解温度以上にする必要がある。ところが、ドラム缶内の汚泥の性状はドラム缶毎に異なり、微細な温度制御によっても目的の温度、特に焼却中の汚泥内部の温度を制御することは非常に困難であり、加熱不十分によりジシクロヘキシルカルボジイミドが残留すると、その蒸気による罹災、および加熱後の空冷時に残留したジシクロヘキシルカルボジイミドの発火などの危険性がある。さらに、汚泥中に鉛が含有される場合は、炉内や排気ダクトが鉛によって汚染され、その後の清掃作業に多大な労力と危険が伴うため、安全な処理方法とは言い難い。
【０００６】
一方、ドラム缶から汚泥を取り出して炉内で焼却する方法にあっては、加熱ムラは起こりにくくジシクロヘキシルカルボジイミドは除去可能であるが、上記と同様に、炉内や排気ダクトが鉛によって汚染され、その後の清掃作業に多大な労力と危険が伴うため、やはり安全な処理方法とは言い難いものである。
また、湿式系従来法にあっては処理工程が複雑なものとなってコスト高となり、さらに、生成する殿物（残渣）からの金属回収が困難になるという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、イミド基を有する化合物が含有されている汚泥を酸と混合することにより、このイミド基を有する化合物に水を付加してウレア化し、この汚泥を無害化できることを見いだした。具体的には、ジシクロヘキシルカルボジイミドを酸と反応させジシクロヘキシルウレアにすることができ、これによって汚泥を無害化することができることを見いだしたものである。なお、ここでいう混合とは、汚泥と酸とが撹拌等により混然一体となる処理をいう。
【０００８】
すなわち、本発明は第１に、イミド基を有する化合物を含有する汚泥を酸と混合することを特徴とする汚泥処理方法；第２に、イミド基を有する化合物と金属成分とを含有する汚泥を酸と混合することを特徴とする汚泥処理方法；第３に、イミド基を有する化合物と金属成分とを含有する汚泥を酸と混合し、次いで残渣と液とに固液分離し該残渣を金属原料とすることを特徴とする汚泥処理方法；第４に、前記イミド基を有する化合物が芳香族化合物である、第１〜３のいずれかに記載の汚泥処理方法；第５に、前記酸が硫酸、塩酸、酢酸及び硝酸からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、前記金属成分が鉛であり、前記イミド基を有する化合物がジシクロヘキシルカルボジイミドである、第２または３に記載の汚泥処理方法を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の処理フローの一例を図１に示す。まず、イミド基を有する化合物例えばジシクロヘキシルカルボジイミドと、金属成分例えば硫化鉛の形態の鉛とを含有する汚泥をドラム缶から取り出して撹拌槽内に投入する。本発明において、「汚泥」とは水分を含んだ土壌の泥状等の形態に限らず、水分がさらに多いスラリー状の形態、逆に水分が少ない乾燥した砂状等の形態をも含む概念であり、また、その発生源としては産業廃棄物の場合を含むがこれに限定されるものではない。また、「金属成分」は硫化鉛の形態の鉛の場合を含むが、他の金属元素、例えば、白金族元素、銅、亜鉛、アルミニウムなどの場合もあって特定の金属元素に限定されず、また、その形態は硫化物の場合を含むが、単体、酸化物、塩化物、硝酸塩などの場合もあって特定の化合物の形態に限定されない。
【００１０】
さらに、混合設備としては、撹拌槽や混練機などが挙げられる。汚泥をスラリー化すればジシクロヘキシルカルボジイミドを除去しやすいため、撹拌槽で撹拌することが望ましい。その場合は、スラリー化しやすくするため、撹拌槽内に予め水を装入して撹拌させておくのがより望ましい。
【００１１】
撹拌槽中の汚泥スラリー全体が均一な状態になるまで撹拌した後、汚泥に含有されるジシクロヘキシルカルボジイミドを分解またはウレア化（総称して、分解という。）し、無害化するための酸、例えば硫酸を撹拌槽内に添加する。この分解を行うためにスラリーのｐＨを１．５以下に保つ必要がある。スラリーのｐＨが低いほど分解、除去速度が速まるので、完全に除去する時間を速めたければ添加する酸の濃度を高めてｐＨを低下させればよく、逆に、設備の耐酸性の問題から酸濃度を低くする必要があるならば、ｐＨ１．５に保ち１０時間ほど完全に分解、除去できるまで撹拌すればよい。なお、本発明における「酸」としては特に限定されないが、硫酸、塩酸、酢酸、硝酸等が好ましく、コスト、腐食性、刺激性、安全性等の見地から硫酸が特に好ましい。
【００１２】
所定時間撹拌してジシクロヘキシルカルボジイミドを分解した後、固液分離する必要があれば実施し、その残渣は鉛原料として、乾式製錬法（熔錬法）または湿式製錬法により鉛を回収する。なお、固液分離する設備としては、遠心分離機やフィルタープレスなどが挙げられる。
【００１３】
イミド基を有する化合物としてジシクロヘキシルカルボジイミドが酸と反応し水が付加されてウレア化し、ジシクロヘキシルウレアになる反応の模式図を図３に示す。この反応から明らかなように、本発明に係る処理方法において無害化処理すべき「イミド基を有する化合物」としてはジシクロヘキシルカルボジイミドに限らず、文字通りイミド基を有する化合物であれば脂肪族化合物、芳香族化合物の場合でも、ジシクロヘキシルカルボジイミドの場合と同様に無害化処理することができる。なお、本発明に係る処理方法により無害化処理すべきイミド基を有する化合物としては有機化合物が好ましく、芳香族化合物が特に好ましい。
【００１４】
【実施例】
以下の実施例により本発明をさらに具体的に示すが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。
【００１５】
〔実施例〕 本実施例の処理対象の汚泥中に含有される硫化鉛の形態の鉛およびジシクロヘキシルカルボジイミドの濃度を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】
図１の処理フローに従って上記汚泥の処理を行った。まず、汚泥が入ったドラム缶を撹拌槽上部で反転し、内部の汚泥を槽内に排出した。その後、槽内に重量比で２倍量の水を添加して撹拌し、汚泥をスラリー化した。次いで、酸として硫酸を添加してスラリーのｐＨを１に維持して１０時間撹拌反応させ、ジシクロヘキシルカルボジイミドを分解した。反応終了後、硫化水素の発生を抑えるため、苛性ソーダを添加してスラリーのｐＨを７にまで上昇させた。その後、スラリーをフィルタープレスに送液して固液分離した。分離した液は再び撹拌槽内に送液して再利用した。処理後の残渣中の鉛及びジシクロヘキシルカルボジイミドの濃度を表２に示す。ジシクロヘキシルカルボジイミドはこの処理方法により完全に除去されていた。
【００１８】
【表２】
【００１９】
〔比較例〕 図２に示す従来の処理フローに従って、上記実施例と同一組成の汚泥をドラム缶ごと炉内温度８００℃で焼却処理を行った。焼却処理された汚泥中の鉛及びジシクロヘキシルカルボジイミドの濃度を表３に示す。ジシクロヘキシルカルボジイミドが分解、除去しきれずに残留していることが分かる。
【００２０】
【表３】
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係る処理方法によれば、イミド基を有する化合物を、さらには金属成分をも含有する汚泥を酸と混合して反応させることにより効率よく、かつ安全に無害化することができ、さらには、反応後の汚泥中に金属成分を濃縮させて金属原料としてリサイクルし、含有される金属を効率よくかつ安全に回収することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の処理フローの一例を示す図。
【図２】比較例の処理フローを示す図。
【図３】ジシクロヘキシルカルボジイミドが酸と反応して水が付加されてウレア化し、ジシクロヘキシルウレアになる反応を示す模式図。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for treating sludge containing an organic compound and also a metal component.
[0002]
[Prior art]
Compounds having an imide group, particularly dicyclohexylcarbodiimide used as a dehydrating condensing agent for medical use, are harmful and require careful handling. Most of the components of the sludge-like waste generated in the process of producing dicyclohexylcarbodiimide are occupied by lead sulfide, and several percent of dicyclohexylcarbodiimide remains in the sludge. In order to render this sludge harmless and to recycle lead components as lead materials, it is necessary to remove dicyclohexylcarbodiimide harmful to the human body.
[0003]
As a conventional method for treating sludge containing this dicyclohexylcarbodiimide and having a high lead content (for example, a lead concentration of 50% by weight or more), the sludge is put together or taken out of the drum can, and the sludge is incinerated. Conventional dry-type method in which dicyclohexylcarbodiimide is volatilized and removed or thermally decomposed.Also, a compound having an imide group is reacted with a calcium compound, and then an acid is added to hydrolyze, thereby gasifying nitrogen components in the imide group to be harmless. There has been a conventional wet-type method (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-52-68069
[Problems to be solved by the invention]
First, in the method of incinerating the entire drum in the conventional dry method, since the entire sludge in the drum cannot be brought into a uniform temperature state, uneven heating of the high-temperature portion and the low-temperature portion occurs, and dicyclohexylcarbodiimide is completely removed. Is difficult to remove. When the drum can is heated to around 800 ° C., its surface is oxidized, the strength is sharply reduced, and the possibility of breakage during transportation increases. Therefore, it is necessary to control the temperature of the high temperature part to be 800 ° C. or less. Conversely, in order to completely remove dicyclohexylcarbodiimide, the temperature of the low-temperature portion must be at least equal to or higher than the boiling point or decomposition temperature of dicyclohexylcarbodiimide. However, the properties of the sludge in the drum can vary from drum to drum, and it is very difficult to control the target temperature even with fine temperature control, especially the temperature inside the sludge during incineration, and dicyclohexylcarbodiimide may not be produced due to insufficient heating. If it remains, there is a danger of damage from the vapor and ignition of dicyclohexylcarbodiimide remaining during air cooling after heating. Further, when lead is contained in the sludge, the inside of the furnace and the exhaust duct are contaminated with lead, and a great deal of labor and danger are involved in the subsequent cleaning work, so that it is hard to say that this is a safe treatment method.
[0006]
On the other hand, in the method of taking out sludge from the drum and burning it in the furnace, heating unevenness is less likely to occur and dicyclohexylcarbodiimide can be removed, but as in the above, the furnace and the exhaust duct are contaminated with lead, and thereafter, Since the cleaning work requires a great deal of labor and danger, it is hardly a safe processing method.
In addition, the conventional wet-type method has a problem in that the processing steps are complicated and the cost is high, and further, it is difficult to recover metals from the generated residue (residue).
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have found that by mixing sludge containing a compound having an imide group with an acid, water can be added to the compound having an imide group to form urea, and the sludge can be rendered harmless. Specifically, it has been found that dicyclohexylcarbodiimide can be reacted with an acid to make dicyclohexylurea, thereby making sludge harmless. The term “mixing” as used herein refers to a process in which sludge and acid are mixed together by stirring or the like.
[0008]
That is, the present invention firstly provides a sludge treatment method comprising mixing a sludge containing a compound having an imide group with an acid; and secondly, a sludge containing a compound having an imide group and a metal component. A sludge treatment method characterized by mixing with an acid; third, a sludge containing a compound having an imide group and a metal component is mixed with an acid, and then solid-liquid separated into a residue and a liquid, and the residue is treated with a metal. Fourth, the sludge treatment method according to any one of the first to third aspects, wherein the compound having an imide group is an aromatic compound; The sludge treatment method according to claim 2 or 3, wherein at least one selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid, acetic acid, and nitric acid, the metal component is lead, and the compound having an imide group is dicyclohexylcarbodiimide. Offer It is intended.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an example of the processing flow of the present invention. First, sludge containing a compound having an imide group, for example, dicyclohexylcarbodiimide, and a metal component, for example, lead in the form of lead sulfide, is taken out of the drum and put into a stirring tank. In the present invention, the term “sludge” is not limited to a form such as mud of soil containing water, but is a concept including a form of slurry having more moisture and a form of dry sand having less moisture. Yes, and their sources include, but are not limited to, industrial waste. Further, the `` metal component '' includes the case of lead in the form of lead sulfide, but other metal elements, for example, a platinum group element, copper, zinc, and the like are not limited to a specific metal element in some cases, In addition, the form includes a case of a sulfide, but may be a simple substance, an oxide, a chloride, a nitrate, or the like, and is not limited to the form of a specific compound.
[0010]
Furthermore, examples of the mixing equipment include a stirring tank and a kneader. If the sludge is slurried, dicyclohexylcarbodiimide is easily removed, and therefore, it is desirable to stir in a stirring tank. In that case, it is more desirable to charge the water in advance in the stirring tank and stir the mixture in order to make the slurry easier.
[0011]
After stirring until the entire sludge slurry in the stirring tank becomes uniform, dicyclohexylcarbodiimide contained in the sludge is decomposed or ureaized (collectively referred to as decomposition), and an acid for rendering it harmless, for example, sulfuric acid Is added to the stirring tank. In order to perform this decomposition, it is necessary to maintain the pH of the slurry at 1.5 or less. The lower the pH of the slurry, the faster the decomposition and removal rate. Therefore, if the time for complete removal is to be increased, the concentration of the acid to be added may be increased to lower the pH. If it is necessary to lower the concentration, the mixture may be maintained at pH 1.5 and stirred for about 10 hours until it is completely decomposed and removed. The “acid” in the present invention is not particularly limited, but sulfuric acid, hydrochloric acid, acetic acid, nitric acid and the like are preferable, and sulfuric acid is particularly preferable from the viewpoint of cost, corrosiveness, irritation, safety and the like.
[0012]
After stirring for a predetermined time to decompose dicyclohexylcarbodiimide, solid-liquid separation is performed if necessary, and the residue is used as a lead material to recover lead by a dry smelting method (melting method) or a wet smelting method. In addition, examples of the equipment for solid-liquid separation include a centrifuge and a filter press.
[0013]
FIG. 3 shows a schematic diagram of a reaction in which dicyclohexylcarbodiimide as a compound having an imide group is reacted with an acid, urea is formed by adding water, and becomes dicyclohexylurea. As is evident from this reaction, the "compound having an imide group" to be detoxified in the treatment method of the present invention is not limited to dicyclohexylcarbodiimide. Even in the case of a compound, detoxification treatment can be performed as in the case of dicyclohexylcarbodiimide. The compound having an imide group to be rendered harmless by the treatment method according to the present invention is preferably an organic compound, and particularly preferably an aromatic compound.
[0014]
【Example】
The present invention will be more specifically illustrated by the following examples, but the technical scope of the present invention is not limited thereto.
[0015]
[Example] Table 1 shows the concentrations of lead in the form of lead sulfide and dicyclohexylcarbodiimide contained in the sludge to be treated in this example.
[0016]
[Table 1]
The sludge treatment was performed according to the treatment flow of FIG. First, the drum containing sludge was inverted at the top of the stirring tank, and the sludge inside was discharged into the tank. Thereafter, twice the amount of water in a weight ratio was added to the tank and stirred to sludge sludge. Subsequently, sulfuric acid was added as an acid to maintain the pH of the slurry at 1, and the mixture was stirred and reacted for 10 hours to decompose dicyclohexylcarbodiimide. After the reaction, caustic soda was added to raise the pH of the slurry to 7 in order to suppress the generation of hydrogen sulfide. Thereafter, the slurry was sent to a filter press for solid-liquid separation. The separated liquid was sent again into the stirring tank and reused. Table 2 shows the concentrations of lead and dicyclohexylcarbodiimide in the residue after the treatment. Dicyclohexylcarbodiimide was completely removed by this treatment method.
[0018]
[Table 2]
Comparative Example According to the conventional processing flow shown in FIG. 2, sludge having the same composition as in the above example was incinerated together with the drum can at a furnace temperature of 800 ° C. Table 3 shows the concentrations of lead and dicyclohexylcarbodiimide in the incinerated sludge. It can be seen that dicyclohexylcarbodiimide remains without being completely decomposed and removed.
[0020]
[Table 3]
【The invention's effect】
According to the treatment method of the present invention, the compound having an imide group can be efficiently and safely detoxified by mixing and reacting sludge containing a metal component with an acid. Has an effect that the metal component is concentrated in the sludge after the reaction and recycled as a metal raw material, and the contained metal can be efficiently and safely recovered.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a processing flow of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a processing flow of a comparative example.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a reaction in which dicyclohexylcarbodiimide reacts with an acid to form urea by addition of water to form dicyclohexylurea.
